Аудиопроцессор и способ для обработки аудиосигнала с использованием горизонтальной фазовой коррекции - заявка 2017103102 на патент на изобретение в РФ

1. Аудиопроцессор (50) для обработки аудиосигнала (55), содержащий:
- модуль (60) вычисления фазовых показателей аудиосигнала, выполненный с возможностью вычисления фазового показателя (80) аудиосигнала для временного кадра (75a);
- модуль (65) определения целевых фазовых показателей для определения целевого фазового показателя (85) для упомянутого временного кадра (75a);
- фазовый корректор (70), выполненный с возможностью коррекции фаз (45) аудиосигнала (55) для временного кадра (75a) с использованием вычисленного фазового показателя (80) и целевого фазового показателя (85), чтобы получать обработанный аудиосигнал (90).
2. Аудиопроцессор (50) по п. 1,
- в котором аудиосигнал (55) содержит множество подполосных сигналов (95a, b) для временного кадра (75a);
- при этом модуль определения целевых фазовых показателей выполнен с возможностью определения первого целевого фазового показателя (85a) для первого подполосного сигнала (95a) и второго целевого фазового показателя (85b) для второго подполосного сигнала (95b);
- при этом модуль (60) вычисления фазовых показателей аудиосигнала выполнен с возможностью определения первого фазового показателя (80a) для первого подполосного сигнала (95a) и второго фазового показателя (80b) для второго подполосного сигнала (95b);
- при этом фазовый корректор (70) выполнен с возможностью коррекции первой фазы (45a) первого подполосного сигнала (95a) с использованием первого фазового показателя (80a) аудиосигнала (55) и первого целевого фазового показателя (85), чтобы получать первый обработанный подполосный сигнал (90a), и коррекции второй фазы (45b) второго подполосного сигнала (95b) с использованием второго фазового показателя (80b) аудиосигнала (55) и второго целевого фазового показателя (85b), чтобы получать второй обработанный подполосный сигнал (90b); и
- синтезатор (100) аудиосигналов для синтезирования обработанного аудиосигнала (90) с использованием обработанного первого подполосного сигнала (90a) и обработанного второго подполосного сигнала (90b).
3. Аудиопроцессор (50) по п. 1,
- в котором фазовый показатель (80) представляет собой производную фазы по времени;
- при этом модуль (60) вычисления фазовых показателей аудиосигнала выполнен с возможностью вычисления, для каждой подполосы (95) частот из множества подполос частот, производной фазы для значения фазы текущего временного кадра (75b) и значения фазы будущего временного кадра (75c);
- при этом фазовый корректор (70) выполнен с возможностью вычисления, для каждой подполосы (95) частот из множества подполос частот текущего временного кадра (75b), отклонения (105) между целевой производной фазы (85) и производной фазы (80) по времени;
- при этом коррекция, выполняемая посредством фазового корректора (70), выполняется с использованием отклонения.
4. Аудиопроцессор (50) по п. 1,
- в котором фазовый корректор (70) выполнен с возможностью коррекции подполосных сигналов (95) различных подполос частот аудиосигнала (55) во временном кадре (75) таким образом, что частоты скорректированных подполосных сигналов (90a, b) имеют значения частоты, гармонически выделяемые основной частоте аудиосигнала (55).
5. Аудиопроцессор (50) по п. 1,
- в котором фазовый корректор (70) выполнен с возможностью сглаживания отклонения (105) для каждой подполосы (95) частот из множества подполос частот по предыдущему (75a), текущему (75b) и будущему временному кадру (75c) и выполнен с возможностью уменьшения быстрых изменений отклонения (105) в подполосе (95) частот.
6. Аудиопроцессор (50) по п. 5,
- в котором сглаживание представляет собой взвешенное среднее;
- при этом фазовый корректор (70) выполнен с возможностью вычисления взвешенного среднего по предыдущему (75a), текущему (75b) и будущему временному кадру (75c), взвешенного посредством амплитуды (47) аудиосигнала (55) в предыдущем (75a), текущем (75b) и будущем временном кадре (75c).
7. Аудиопроцессор (50) по п. 1,
- в котором фазовый корректор (70) выполнен с возможностью формирования вектора отклонений (105), при этом первый элемент вектора относится к первому отклонению (105a) для первой подполосы (95a) частот из множества подполос частот, и второй элемент вектора относится к второму отклонению (105b) для второй подполосы (95b) частот из множества подполос частот от предыдущего временного кадра (75a) до текущего временного кадра (75b);
- при этом фазовый корректор (70) выполнен с возможностью применять вектор отклонений (105) к фазам (45) аудиосигнала, при этом первый элемент вектора применяется к фазе (45a) аудиосигнала (55) в первой подполосе (95a) частот из множества подполос частот аудиосигнала (55), и второй элемент вектора применяется к фазе (45b) аудиосигнала (55) во второй подполосе (95b) частот из множества подполос частот аудиосигнала (55).
8. Аудиопроцессор (50) по п. 1,
- в котором модуль (65) определения целевых фазовых показателей выполнен с возможностью получения оценки (85) основной частоты для временного кадра (75);
- при этом модуль (65) определения целевых фазовых показателей выполнен с возможностью вычисления оценки (85) частоты для каждой подполосы (95) частот из множества подполос частот временного кадра (75) с использованием основной частоты для временного кадра (75).
9. Аудиопроцессор (50) по п. 8,
- в котором модуль (65) определения целевых фазовых показателей выполнен с возможностью преобразования оценок (85) частоты для каждой подполосы (95) частот из множества подполос частот в производную фазы (85) по времени с использованием общего числа подполос (95) частот и частоты дискретизации аудиосигнала (55).
10. Аудиопроцессор (50) по п. 8,
- в котором модуль (65) определения целевых фазовых показателей выполнен с возможностью формирования вектора оценок (85) частоты для каждой подполосы (95) частот из множества подполос частот, при этом первый элемент вектора относится к оценке (85a) частоты для первой подполосы (95a) частот, и второй элемент вектора относится к оценке (85b) частоты для второй подполосы (95b) частот;
- при этом модуль (65) определения целевых фазовых показателей выполнен с возможностью вычисления оценки (85) частоты с использованием кратных основной частоты, при этом оценка (85) частоты текущей подполосы (95) частот является кратным основной частоты, которое является ближайшим к центру подполосы (95) частот, или при этом оценка (85) частоты текущей подполосы частот является граничной частотой текущей подполосы (95) частот, если ни одно из кратных основной частоты не находится в текущей подполосе (95) частот.
11. Декодер (110) для декодирования аудиосигнала (55), причем декодер (110) содержит:
- аудиопроцессор (50) по одному из пп. 1-10;
- базовый декодер (115), выполненный с возможностью базового декодирования аудиосигнала (25) во временном кадре (75) с сокращенным числом подполос частот относительно аудиосигнала (55);
- модуль (120) наложения, выполненный с возможностью наложения набора подполос (95) частот базового декодированного аудиосигнала (25) с сокращенным числом подполос частот, при этом набор подполос частот формирует первое наложение (30a), на дополнительные подполосы частот во временном кадре, смежные с сокращенным числом подполос частот, с тем чтобы получать аудиосигнал (55) с нормальным числом подполос частот;
- при этом аудиопроцессор (50) выполнен с возможностью коррекции фаз (45) в подполосах частот первого наложения (30a) согласно целевой функции (85).
12. Декодер (110) по п. 11,
- в котором модуль (120) наложения выполнен с возможностью наложения набора подполос (95) частот аудиосигнала (25), при этом набор подполос частот формирует второе наложение, на дополнительные подполосы частот временного кадра (75), смежные с первым наложением; и
- при этом аудиопроцессор (50) выполнен с возможностью коррекции фаз (45) в подполосах (95) частот второго наложения; или
- при этом модуль (120) наложения выполнен с возможностью наложения скорректированного первого наложения на дополнительные подполосы частот временного кадра, смежные с первым наложением.
13. Декодер (110) по п. 11, причем декодер содержит:
- модуль (130) извлечения потоков данных, выполненный с возможностью извлечения основной частоты (140) текущего временного кадра (75) аудиосигнала (55) из потока (135) данных, при этом поток данных дополнительно содержит кодированный аудиосигнал (145) с сокращенным числом подполос частот; или
- анализатор (150) основной частоты, выполненный с возможностью анализа базового декодированного аудиосигнала (25), чтобы вычислять основную частоту (140).
14. Кодер (155) для кодирования аудиосигнала (55), причем кодер (155) содержит:
- базовый кодер (160), выполненный с возможностью базового кодирования аудиосигнала (55), чтобы получать базовый кодированный аудиосигнал (145), имеющий сокращенное число подполос частот относительно аудиосигнала (55);
- анализатор (175) основной частоты для анализа аудиосигнала (55) или фильтрованной по нижним частотам версии аудиосигнала для получения оценки (140) основной частоты аудиосигнала (155);
- модуль (165) извлечения параметров, выполненный с возможностью извлечения параметров подполос частот аудиосигнала (55), не включенных в базовый кодированный аудиосигнал (145);
- формирователь (170) выходных сигналов, выполненный с возможностью формирования выходного сигнала (135), содержащего базовый кодированный аудиосигнал (145), параметры (190) и оценку (140) основной частоты.
15. Кодер (155) по п. 14, в котором формирователь (170) выходных сигналов выполнен с возможностью формировать выходной сигнал (135) в последовательность кадров, при этом каждый кадр содержит базовый кодированный аудиосигнал (145) параметры (190), и при этом только каждый N-ый кадр содержит оценку (140') основной частоты, где N больше или равно 2.
16. Способ (2300) для обработки аудиосигнала (55), при этом способ содержит следующие этапы, на которых:
- вычисляют фазовый показатель аудиосигнала (55) для временного кадра с помощью модуля (60) вычисления фазовых показателей аудиосигнала;
- определяют целевой фазовый показатель для упомянутого временного кадра с помощью модуля (65) определения целевых фазовых показателей;
- корректируют фазы аудиосигнала (55) для временного кадра с помощью фазового корректора (70) с использованием вычисленного фазового показателя и целевого фазового показателя, чтобы получать обработанный аудиосигнал (90).
17. Способ (2400) для декодирования аудиосигнала (55), при этом способ содержит следующие этапы, на которых:
- декодируют аудиосигнал (25) во временном кадре с сокращенным числом подполос частот относительно аудиосигнала (55);
- накладывают набор подполос частот базового декодированного аудиосигнала (25) с сокращенным числом подполос частот, при этом набор подполос частот формирует первое наложение, на дополнительные подполосы частот во временном кадре, смежные с сокращенным числом подполос частот, с тем чтобы получать аудиосигнал (55) с нормальным числом подполос частот;
- корректируют фазы в подполосах частот первого наложения согласно целевой функции с помощью аудиопроцессора (50).
18. Способ для кодирования аудиосигнала (55), при этом способ содержит следующие этапы, на которых:
- выполняют базовое кодирование аудиосигнала (55) с помощью базового кодера (160), чтобы получать базовый кодированный аудиосигнал (145), имеющий сокращенное число подполос частот относительно аудиосигнала (55);
- анализируют аудиосигнал (55) или фильтрованную по нижним частотам версию аудиосигнала с помощью анализатора основной частоты для получения оценки (140) основной частоты аудиосигнала;
- извлекают параметры подполос частот аудиосигнала (55), не включенных в базовый кодированный аудиосигнал (145) с помощью модуля (165) извлечения параметров;
- формируют выходной сигнал (135), содержащий базовый кодированный аудиосигнал (145), параметры (190) и оценку (140) основной частоты, с помощью формирователя (170) выходных сигналов.
19. Компьютерная программа, содержащая программный код для осуществления способа по пп. 16-18, когда компьютерная программа исполняется на компьютере.
20. Аудиосигнал (135), содержащий:
- базовый кодированный аудиосигнал (145), имеющий сокращенное число подполос частот относительно исходного аудиосигнала (55);
- параметр (190), представляющий подполосы частот аудиосигнала, не включенные в базовый кодированный аудиосигнал(145);
- оценку (140) основной частоты аудиосигнала (135) или исходного аудиосигнала (55).
21. Аудиосигнал (135) по п. 20,
- в котором аудиосигнал (135) формируется в последовательность кадров, при этом каждый кадр содержит базовый кодированный аудиосигнал (145), параметры (190), и при этом только каждый N-ый кадр содержит оценку (140) основной частоты, где N больше или равно 2.
Наверх